owadays, polyolefin(PO) separators have been prevalently used in lithium ion batteries. However, their shortcomings (Low porosity, Thermal shrinkage, Poor electrolyte wettability) have hindered advancement for next-generation lithium ion batteries. To overcome these disadvantages, we introduced polyimide(PI) and electrospinning method to make nonwoven separators. PI serves good electrolyte wettability as well as thermal stability. Nonwoven separators provide high porosity and facilitate ion transport. Although electrospun PI nonwoven separators present high capacity and rate capability compared to conventional PO separators, voltage drop of PI nonwoven separator is faster than that of PO Separator due to their large pore size. Large pore offers pathways between two electrodes for detached active materials to interchange. It causes irreversible capacity loss. Also, fast voltage drop can be considered as higher possibility of short-circuit in case that lithium dendrite forms. The control of pore size was achieved by coating nano-sized Al2O3 powders on PI separators. As a result, nano-sized pores appeared among nano-sized Al2O3 powders. Al2O3 nanoparticle coated electrospun nonwoven PI separators exhibited better electrochemical performance and more stable opencircuit voltage retention compared to PI separators.
이 논문에서는 Al2O3 나노입자가 코팅된 폴리이미드 부직포 분리막(AEP 분리막)을 제조하고 그 특성을 평가하였다. 폴리이미드 부직포 분리막을 전기방사를 통해 제조한 후 딥코팅을 통해 Al2O3 층을 입혔다. AEP 분리막은 안쪽 폴리이미드 지지층과 바깥쪽 Al2O3 코팅층으로 구성된 독득한 구조를 나타냈다. 열저항성 및 친수성을 지낸 구성요소와 독특한 구조로 인해 열 안정성, 전해질 젖음성, 높은 다공성등의 특성이 얻어졌다. 이러한 기본 물성들로부터 Cyclability, Rate Capability, 용량, 계면저항 등에서 향상된 전기화학 특성을 보였다. 또한 좁은 기공 크기를 가지는 Al2O3층으로부터 안전문제와 연관되는 OCV감소가 줄어든 것이 관찰되었다. 따라서 AEP separator는 차세대 리튬 이온 전지에 사용되는 분리막으로 적합하리라고 예상된다.
